【目的】「脱炭素」目標および再生可能エネルギーの高割合系統連系の背景のもとで、太陽光の捨て電の消化問題と従来の太陽熱システムのヘリオスタット場の投資高や効率の低さの問題が顕著になっている。効率的な太陽光捨て電利用と太陽熱システムの総合効率および経済性向上を実現するために、本論文はカルノ電池を基盤とした新型太陽光－塔型太陽熱パラレルシステムを提案し、システム構造設計および協調最適化の研究を行った。【方法】カルノ電池圧縮機出口温度の制約という技術的ボトルネックに対応するため、「圧縮機回熱＋電気加熱器直列」段階的昇温手法を設計し、EBSILON専門ソフトウェアを用いてシステム熱力学連成モデルを構築した。単一太陽熱システムと電気加熱器結合太陽熱システムを参照方式として設定し、カルノ電池で一部のヘリオスタット場を代替し、エネルギー効率、エクセルギー効率、および経済性の三面から比較分析を行った。【結果】研究結果は、新型パラレルシステムの全体エネルギー効率が39.28%に達し、2つの参照システムに対してそれぞれ6.00%、10.84%向上し、全体エクセルギー効率は41.80%に達し、それぞれ5.29%、11.35%向上したことを示している。単一太陽熱システムと比較し、本提案は設備および土地コストを約0.11億人民元削減し、全ライフサイクルの売電収益を8.11億人民元増加させ、動的投資回収期間を7.11年短縮した。【結論】本新型カルノ電池－太陽熱パラレルシステムは太陽光捨て電を高効率に消化でき、効率向上とコスト最適化の二重の利点を併せ持ち、太陽光－太陽熱補完システムの工学的応用に対して実現可能な技術的経路と理論的支援を提供する。

カルノ電池;太陽光捨て電消化;太陽熱機組;熱力学モデル;性能分析